摘要：将地表航空航天影像经垂直投影而生成的影像数据集就是数字正射影像(Digital Orthophoto)。参照地形图要求对正射影像数据按图幅范围进行裁切，配以图廓整饰，即成为数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，简称DOM)，具有像片的影像特征和地图的几何精度，是国家基础地理信息数字成果的主要组成部分，为国民经济和国防建设，尤其是应急突发需求提供了基础地理信息保障。当前，数字正射影像图制作是西安测绘信息技术总站的主要业务职能之一，从生产流程上讲，数字正射影像图制作中图廓整饰工作一般还沿用传统的PhotoShop软件来完成，严重制约着整个数字正射影像图制作的效率，如何提高图廓整饰环节的工作效率，是一个亟待解决的问题。
关键词：数字正射影像图制作；图廓整饰；自动化
引言
数字正射影像图较数字线化图更为形象直观、明了地反映地形、地物和地貌特征,在城乡规划、工程设计、土地管理、房地产开发等领域有着广泛的应用前景,可为国土资源管理、城乡规划、基础设施和工程建设提供科学的技术依据,也是建设数字城市的基础数据。
1数字正射影像图制作概述
数字正射影像图是数字测绘产品(4D产品)中的重要一员，作为国家高精度空间基础数据有着广泛的应用领域，数字正射影像图制作工艺已经比较成熟，整个技术流程可用框图简单示意，如图1所示。
图1 数字正射影像图制作流程示意图
就目前实际作业装备而言，数字微分纠正、图像镶嵌、批量提图三步操作已基本实现了“批量处理、自动化”功能，对提高数字正射影像图制作效率起到了关键作用，然而，匀光匀色、图廓整饰两步操作依然采取传统的“逐一、人工”作业模式，其中匀光匀色操作涉及复杂的图像处理要求，目前，业内并没有一套统一的标准来规范匀光匀色处理后的成果。业内大多数匀光匀色工具软件只能解决一部分问题，并不具备普遍应用性，通常采用Photo-Shop软件人工逐一处理，以牺牲效率的方式保证匀光匀色处理成果的质量，取得既美观又符合客观地物地貌的效果。
目前，数字正射影像图图廓整饰基本上利用Photo-Shop软件完成，工作流程为:1)首先创建固定尺寸的数字正射影像图图廓底图;2)按照相应规范要求，同时参照地形图图廓整饰样式，在底图指定位置写入整饰的要素信息，如图号、图幅邻接表、内外图廓、方里网、经纬网、比例尺、图名、图廓注记、图例、出版说明等，留出将要填补的数字正射影像数据区域;3)将数字正射影像(数据)写入指定的空间区域;4)保存为．TIF影像，并打印输出。
上述方法的缺点如下:1)无法批量处理，只能逐一进行操作，效率低;2)自动化程度低，需要具备使用Photo-Shop的能力;3)上千张数字正射影像图制作，容易造成视觉疲劳，提高出错率。
2图廓整饰功能分析
数字正射影像图图廓整饰的基本设置须符合国家标准，比如对于绘制标准比例尺DOM，国家制定了相应规范，如基础地理信息数字成果1∶500、1∶1000、1∶2000数字正射影像图等，对于综合图廓整饰的要素，根据其几何特征可以分为点、线、面。其中，点对应注记信息，线对应网格、比例尺等，面对应图廓、邻接表、数字正射影像数据等。注记信息包括图廓主标题、副标题、地理坐标信息、所有单位信息、航摄信息、密级、数字式比例尺、说明式比例尺以及各种批注性文字及其样式等。网格包括方里网、经纬网和内外图廓之间的连线，其中方里网有网格和十字丝两种形式。为了便于符号化时的处理和解决实际应用中内外图廓之间连线描绘的是经纬线，内图廓中的网格用十字丝描绘，将内外图廓之间的连线单独处理。上述内容定义为图廓整饰输出的要素信息，而输入为图廓范围、内外图廓间距离、网格步长、比例尺大小、字体等，将其归纳为基本设置、字体设置、显示设置、边框注记设置。通过这些设置，用户可以自定义整饰，最终输出效果，同时用户可以保存这些设置，实现一次配置并可自动套用。图廓整饰功能分析如图2所示。
图2 图廓整饰功能分析示意图
3图廓整饰自动化功能实现
为提高图廓整饰功能的处理效率、重用率和可移植性核心功能，采用C++开发，编程平台采用VS2010，图形用户界面采用开发效率较高的Qt，图像处理采用GDAL开源库。
3.1设计思想
图廓整饰自动化工具软件设计思想是采用模块化运行思路，将图廓整饰自动化分为图幅图廓生成和输出成果图像两个模块，以两个按钮的形式来实现，设计简单，操作方便，实现多种比例尺下(1∶1000、1∶2000等)的图廓整饰自动化，其中，图幅图廓生成模块设计实现源文件批量导入、比例尺选取、字体设置对话框、目标文件夹路径浏览以及进度显示信息等功能;输出成果图像模块设计实现目标文件夹浏览和进度及属性信息显示等功能。功能实现思路是通过对大量数字正射影像图像素位置统计对比，并参照相关规范和制作经验，将数字正射影像图中的关键特征点逐一进行像素位置具体化，每一个关键特征点都赋予像素坐标，从而实现多种比例尺下图廓主标题、数字正射影像数据、地理坐标、批注性文本等整饰内容的自动化写入。
3.2图廓主标题
依据相应规范和制作经验，同时考虑美观要求，图廓主标题采用黑体字体，利用Qt中QImage类实时动态写入主标题文本(文本内容由软件自动计算出)。以1∶2000比例尺为例，效果如图3所示。
图3 图廓主标题效果图
3.3图廓邻接表与地理坐标
依据相应规范和制作经验，同时考虑美观要求，图廓邻接表数字部分采用仿宋字体，地理坐标信息采用黑体字体，利用Qt中QImage类实时动态写入上述文本(文本内容由软件自动计算出)，线框部分采用GDAL库编程实现，以黑色像素值、像素个数填充粗细不同显示要求的线条、线框。以1∶2000比例尺为例，效果如图7所示。
3.4批注性文字信息
依据相应规范和制作经验，同时考虑视觉美观要求，批注性文字采用仿宋字体，利用Qt中QImage类实时动态写入文本。
结语
本文分析了数字正射影像的制作流程，通过对大量数字正射影像图像素位置统计对比，并参照相关规范与制作经验，将数字正射影像图中的关键特征点逐一进行像素位置具体化，开发了数字正射影像图制作中图廓整饰自动化工具软件。该软件很好地弥补了传统图廓整饰方法的缺陷，以450M数字正射数据为例，人工图廓整饰至少需要3min，软件处理只需1min，同时实现批量处理，显著地提高了作业生产效率，该软件已经应用在某测区1∶2000正射影像图制作任务中。下一步针对图形用户界面、算法优化以及用户反馈意见及时更新，提高软件的普遍应用性。
参考文献
［1］国家测绘局测绘标准化研究所．CH/T9008．3－2010基础地理信息数字成果1∶5001∶10001∶2000数字正射影像图［S］．北京:测绘出版社，2010．
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［3］国家测绘局测绘标准化研究所．GBT20257．1－2007国家基本比例尺地图图式第1部分:1∶5001∶10001∶2000地形图图式［S］．北京:中国标准出版社，2007．
论文作者:李小梅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
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